JP2016519689A - Gum rosin protective coating and method of use - Google Patents
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Abstract
ガムロジン、乳化剤、及びランダム化添加剤を含有するロジン組成物。このロジン組成物は、貯蔵中に回路カードを保護するために該回路カードに塗布することができる。ロジン組成物は、ハンダ付け可能であり、素子のハンダ付けのために容易に除去することもできる。【選択図】図6A rosin composition containing a gum rosin, an emulsifier, and a randomizing additive. This rosin composition can be applied to the circuit card to protect the circuit card during storage. The rosin composition is solderable and can be easily removed for device soldering. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、ガムロジン組成物及び該組成物を含有する保護コーティングに関する。 The present invention relates to a gum rosin composition and a protective coating containing the composition.
製造前の回路カード(CC)アセンブリの貯蔵寿命は、通常のプロセス環境下で約6か月である。世界の電子機器サプライヤーが、中国及びインドのような地域を含む地球規模で拡大していることに鑑みると、プリント配線板(PWB)回路アセンブリ工程に到達する前に4か月までの輸送に供されるものと思われる。米国及び欧州において、危険物質の使用を考慮した環境上の制限が実施されていることから、電子デバイスの鉛系塗料及び鉛系表面仕上げは、鉛フリーのバージョンに置き換えられている。しかし、鉛フリーの表面仕上げ剤は、腐食又は高レベル酸化の存在下でスズウィスカー突起を形成するスズを高レベルで含有する。この金属突起は、隣接する回路トレースと架橋した時に、高レベルの電流を伝導することが可能である。 The shelf life of a pre-manufactured circuit card (CC) assembly is approximately 6 months under normal process conditions. Given that global electronics suppliers are expanding on a global scale, including regions such as China and India, they will be transported for up to four months before reaching the printed wiring board (PWB) circuit assembly process. It seems to be done. In the United States and Europe, due to environmental restrictions in view of the use of hazardous materials, lead-based paints and lead-based surface finishes for electronic devices have been replaced by lead-free versions. However, lead-free surface finishes contain high levels of tin that form tin whisker protrusions in the presence of corrosion or high level oxidation. This metal protrusion can conduct high levels of current when bridged with adjacent circuit traces.
プリント配線板(PWB)の表面仕上げ剤には、信頼性のあるハンダ接合を可能とするために、明確なエンヴィロンメント及び/又は長い貯蔵寿命が要求される。風媒の汚染物質による表面仕上げの劣化及び酸化表面の形成は、双方とも、PWBのハンダ付け貯蔵寿命を決定するための重要な因子である。過去の軍事用途においては無電解金上の無電解ニッケル(ENIG)が使用されていた。バリアを形成し、ハンダ付けされる表面仕上げの貯蔵寿命を延長するためには、無電解スズ、無電解銀、プリフラックス(OSP)、及びその他のイミダゾールコーティングのような商業的な頑強な表面仕上げ剤が使用されている。ハンダ付け工程を妨げる程度は、OSP及びイミダゾールコーティングの厚さ及び表面積の減少に依存する。これらの標準的な有機コーティングを使用すると、継時的に「より劣悪な」状況が発生する。OSP被覆PWBについては、被覆のを損なう指脂及び他の製造上のサポート物質が、プラスチック中に混入することが可能である。被覆されていないPWBについては、メタライズされた表面上に形成される酸化物が、リフロー時にハンダの融点を上げる。保護されていないPWBにおける酸化物の浸透濃度が十分に高いと、コールドハンダ接続が発生し、早期に劣化する。このことは、エレクトロニックデザインにおける微細ピッチ、高密度コンポーネントにとって致命的である。 Printed wiring board (PWB) surface finishes require a clear environment and / or a long shelf life to enable reliable solder bonding. Both surface finish degradation and oxidized surface formation due to airborne contaminants are important factors in determining the solder shelf life of PWB. In past military applications, electroless nickel (ENIG) on electroless gold has been used. Commercial robust surface finishes such as electroless tin, electroless silver, preflux (OSP), and other imidazole coatings to form barriers and extend the shelf life of soldered surface finishes The agent is being used. The extent to which the soldering process is hindered depends on the OSP and imidazole coating thickness and surface area reduction. Using these standard organic coatings creates a “worse” situation over time. For OSP coated PWBs, finger coats and other manufacturing support materials that impair the coating can be incorporated into the plastic. For uncoated PWB, the oxide formed on the metallized surface raises the melting point of the solder during reflow. If the osmotic concentration of the oxide in the unprotected PWB is sufficiently high, cold solder connection occurs and degrades early. This is critical for fine pitch, high density components in electronic designs.
従って、回路カードアセンブリ及びプリント配線板の製造を改善するために、貯蔵中における回路カードのハンダ濡れ性を維持するための保護コーティングが要求されている。 Therefore, in order to improve the manufacturing of circuit card assemblies and printed wiring boards, there is a need for a protective coating to maintain solder wettability of the circuit card during storage.
本発明のいくつかの実施態様では、ロジン組成物は、ガムロジン、乳化剤、及びランダム化添加剤を含有する。ガムロジンはウォーターホワイトガムロジンであることができる。乳化剤は、溶媒系又は半水溶性であることができ、ポリビニルアルコールを包含してもよい。ランダム化添加剤は、炭化水素油、天然由来オイル、グリセロール、及びこれらの組み合わせから選択されることができる。 In some embodiments of the present invention, the rosin composition contains a gum rosin, an emulsifier, and a randomizing additive. The gum rosin can be a water white gum rosin. The emulsifier can be solvent-based or semi-water soluble and may include polyvinyl alcohol. The randomizing additive can be selected from hydrocarbon oils, naturally derived oils, glycerol, and combinations thereof.
本発明のいくつかの実施態様では、回路カードを貯蔵のために保護する方法が提供される。この方法は、ガムロジン、乳化剤、及びランダム化添加剤を含有するロジン組成物を塗布する工程、該回路カードを乾燥して被覆された回路カードを得る工程、該回路カードを貯蔵する工程、及び任意的に該回路カードからロジン組成物を除去する工程、を含む。ロジン組成物を除去する工程は、石ケン溶液及び/又は有機溶媒を用いることを含んでもよい。 In some embodiments of the present invention, a method for protecting a circuit card for storage is provided. The method includes the steps of applying a rosin composition containing a gum rosin, an emulsifier, and a randomizing additive, drying the circuit card to obtain a coated circuit card, storing the circuit card, and optionally And removing the rosin composition from the circuit card. The step of removing the rosin composition may include using a soap solution and / or an organic solvent.
本発明のこれらの及びその他の特徴及び利点は、添付の図面を組み合わせて考慮しつつ詳細な説明を参照することによって、下記の詳細説明よりよく理解されよう。 These and other features and advantages of the present invention will be better understood from the following detailed description by reference to the detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings.
本発明のいくつかの実施態様では、ガムロジン組成物は効果的であり、容易に除去される保護コーティングである。本発明の実施態様によるガムロジン組成物は、ガムロジン、乳化剤、及びランダム化添加剤を含有する。いくつかの実施態様では、ガムロジン組成物は、銅テスト基板又は回路カードのどのような部分をも、貯蔵及び/又は輸送時にハンダ濡れ性が維持されるように、被覆して保護することが可能であるとの特性を有する。即ち、ガムロジン組成物は、保護するだけではなくハンダ付けすることができ、従って、被覆を除去する必要が排除される。更に、ここに開示されるガムロジン組成物は、ハンダ濡れ性を損なわずに基板から除去することができる。いくつかの実施態様では、本発明のガムロジン組成物は、回路カードのハンダ濡れ性を維持する回路カートアセンブリ(CCA)のための保護コーティングとして使用される。 In some embodiments of the present invention, the gum rosin composition is a protective coating that is effective and easily removed. A gum rosin composition according to an embodiment of the present invention contains a gum rosin, an emulsifier, and a randomizing additive. In some embodiments, the gum rosin composition can coat and protect any portion of the copper test board or circuit card so that solder wettability is maintained during storage and / or transportation. It has the characteristic that it is. That is, the gum rosin composition can be soldered as well as protected, thus eliminating the need to remove the coating. Furthermore, the gum rosin composition disclosed herein can be removed from the substrate without compromising solder wettability. In some embodiments, the gum rosin compositions of the present invention are used as protective coatings for circuit cart assemblies (CCAs) that maintain the solder wettability of circuit cards.
いくつかの実施態様では、ガムロジンとしては、例えば、以下のグレード:N、X、XX、W−G、及びW−Wを挙げることができるが、これらに限定されない。ガムロジンは、種々の企業から入手可能である。企業としては、例えば、Alfa Aesar,Ward Hill,MA,USA;Arizona Chemical Company,Pensacola,FL,USA;Mead Westvaco,Richmond,VA,USA; GEA Barr−Rosin,Maidenhead Berkshire, UK; Cray Valley HSC, Paris La Defense Cedex,France; Jai Bharat Resin and Chemical,Rishikesh,India;Balram Sri Krisna Overseas,Amritsar (Punjab),India;Shanghai Xiaoxiang Chemical Company,Shanghai,China;Shanghai Polymet Commodities,Ltd.,Shanghai,China;Dalian Chemical Import and Export Group Company,Dalian City (Liaoning Prov.),China;Fuzhou Farwell Import and Export Company,Fuzhou,China;Guangxi Qinzhou Capital Success Chemical Company,Qinzhou City,China;及びRoveda Ind. Quim Ltda,Santa Catarina,Brazilを挙げることができるが、これらに限定されない。
いくつかの実施態様ではガムロジンはウォーターホワイトガムロジンである。本発明の実施態様による乳化剤は溶媒系乳化剤及び半水溶性乳化剤を包含する。溶媒系乳化剤としては、例えば、トリクロロエタン、アセトン イソプロピルアルコール(IPA)、IPAと水との組み合わせ、トルエン、ベンゼン、2−プロパノール(IPA)、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン/アセトン/メチルエチルケトン(MEK)とIPAとの組み合わせ、1,1−ジクロロエタン、酢酸イソアミル、酢酸セロソルブ、アセトン、キシレン、1,1,1,1−テトラクロロメタン、1,1,2,2−テトラクロロエテン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1−ジクロロエタン、1,1−ジクロロエテン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエテン、1,1−ジクロロ−1−ブロモエタン、1,1−ジクロロ−1−ブロモエテン、1−ブロモ−1−クロロ−2−クロロエテン、1,1,1−トリブロモエタン、1,1,2−トリブロモエテン、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
In some embodiments, gum rosins can include, but are not limited to, for example, the following grades: N, X, XX, WG, and WW. Gum rosin is available from various companies. Companies include, for example, Alfa Aesar, Ward Hill, MA, USA; Arizona Chemical Company, Pensacola, FL, USA; Mead Westvaco, Richmond, VA, USA; La Defense Cedex, France; Jai Bharat Resin and Chemical, Rishike, India; Ballam Sri Krisna Overseas, Amritsar (Punjab), India; Shanghai; nghai Polymer Communications, Ltd. , Shanghai, China; Dalian Chemical Import and Export Group Company, Dalian City, China (Liaoning Prov.); Fuzhou Farwell Import and Export Company, Fuzhou, China; Guangxi Qinzhou Capital Success Chemical Company, Qinzhou City, China; and Roveda Ind. Examples include, but are not limited to, Quim Ltda, Santa Catarina, Brazil.
In some embodiments, the gum rosin is a water white gum rosin. Emulsifiers according to embodiments of the present invention include solvent-based emulsifiers and semi-water soluble emulsifiers. Examples of the solvent-based emulsifier include trichloroethane, acetone isopropyl alcohol (IPA), a combination of IPA and water, toluene, benzene, 2-propanol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), toluene / acetone / methyl ethyl ketone (MEK) and IPA. 1,1-dichloroethane, isoamyl acetate, cellosolve acetate, acetone, xylene, 1,1,1,1-tetrachloromethane, 1,1,2,2-tetrachloroethene, 1,1,1- Trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,1-dichloroethane, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloro-1-bromoethane, 1,1- Dichloro-1-bromoethene, 1-bromo-1-chloro- Examples include, but are not limited to, 2-chloroethene, 1,1,1-tribromoethane, 1,1,2-tribromoethene, and combinations thereof.
半水溶性乳化剤としては、例えば、水中のエチレングリコール、水中のジエチレングリコール、水中のポリエチレングリコール(PEG)、水中のポリエチレンジグリコール、水中のテルペン系有機化合物、水中の有機硫酸塩化合物、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。有機硫酸塩化合物の非限定的な例は、イソプロピルアルコールと水とのエマルジョン中の、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ナトリウムメチルスルフィニルメチリド、トリメチルスルフォニウムヨージド、ジメチルスルホニオプロピオン酸、及びメチルスルホニオメタンを包含する。 Examples of the semi-water-soluble emulsifier include ethylene glycol in water, diethylene glycol in water, polyethylene glycol (PEG) in water, polyethylene diglycol in water, terpene organic compound in water, organic sulfate compound in water, and combinations thereof Although not limited to these, it is not limited to these. Non-limiting examples of organic sulfate compounds include dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, sodium methylsulfinyl methylide, trimethylsulfonium iodide, dimethylsulfoniopropionic acid, and methyl sulfone in an emulsion of isopropyl alcohol and water. Includes niomethane.
いくつかの実施態様では、半水溶性乳化剤はポリエチレングリコール(PEG)を包含する。ただし、付加基が添付されてPEGの炭素鎖が増強されている(butteressed)とき(多価グリコール)、高分子量成分はエマルジョンを形成する能力を有さない。いくつかの実施態様では、半水溶性乳化剤は分子量が約5,000ダルトン以下のPEGを包含する。いくつかの実施態様では、半水溶性乳化剤は分子量が約3,000ダルトン以下のPEGを包含する。いくつかの実施態様では、半水溶性乳化剤は分子量が約2,000ダルトン以下のPEGを包含する。いくつかの実施態様では、半水溶性乳化剤はPEGのアジピン酸誘導体である。 In some embodiments, the semi-water soluble emulsifier includes polyethylene glycol (PEG). However, when an additional group is attached and the carbon chain of PEG is buttered (polyvalent glycol), the high molecular weight component does not have the ability to form an emulsion. In some embodiments, the semi-water soluble emulsifier includes PEG having a molecular weight of about 5,000 daltons or less. In some embodiments, the semi-water soluble emulsifier includes PEG having a molecular weight of about 3,000 daltons or less. In some embodiments, the semi-water soluble emulsifier includes PEG having a molecular weight of about 2,000 daltons or less. In some embodiments, the semi-water soluble emulsifier is an adipic acid derivative of PEG.
半水溶性乳化剤として使用されるポリエチレングリコールとしては、例えば、メチルジグリコール、エチルジグリコール、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ブチルジグリコール、グリコールブチルエーテル、アリルジグリコール、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。 Examples of the polyethylene glycol used as the semi-water-soluble emulsifier include methyl diglycol, ethyl diglycol, diethylene glycol dibutyl ether, butyl diglycol, glycol butyl ether, allyl diglycol, and combinations thereof. It is not limited to.
テルペン化学は、メチルブタ−1,3−ジエン(ヘミテルペンC5H8)系の半水溶性洗浄用溶媒に関する仕事として知られている。温水溶液中のテルペン化合物は、水不混和性フラックスの重合生成物を、5%の低い濃度で溶解する。更に、溶液中のモノテルペン(C10H16);セスキテルペン(C15H24);ジテルペン(C20H32);セステルペン(sesterpenes、C25H40);及びトリテルペン(C30H48)は、水不混和性フラックスの重合生成物を溶解する。 Terpene chemistry is known as work on the semi-water-soluble cleaning solvents of the methylbuta-1,3-diene (hemiterpene C 5 H 8 ) system. The terpene compound in the warm aqueous solution dissolves the polymerization product of the water-immiscible flux at a concentration as low as 5%. In addition, monoterpenes (C 10 H 16 ); sesquiterpenes (C 15 H 24 ); diterpenes (C 20 H 32 ); sesterpenes (C 25 H 40 ); and triterpenes (C 30 H 48 ) in solution Dissolve the polymerization product of the water-immiscible flux.
イソプレンのリン酸塩置換も、水不混和性フラックスの重合生成物を溶解する働きをする。テルペンのリン酸塩の非限定的な例はイソペンテニルピロリン酸(C5H12O7P2)である。 Isoprene phosphate substitution also serves to dissolve the polymerized product of the water-immiscible flux. A non-limiting example of a terpene phosphate is isopentenyl pyrophosphate (C 5 H 12 O 7 P 2 ).
テルペン(イソプレン)系洗浄用溶液の市販品としては、例えば:Bioact EC7R、Bioact EC7M、Axarel 36、Pinsol、Citraflor EG3、Citraflor EGS、Citraflor EGX、d−limonese FG、及びd−limonese HGを挙げることができる。 Commercially available terpene (isoprene) -based cleaning solutions include, for example: Bioact EC7R, Bioact EC7M, Axarel 36, Pinsol, Citraflor EG3, Citraflor EGS, Citraflor EGX, d-limone FG, and d-limon es it can.
いくつかの実施態様では、ランダム化添加剤は、炭化水素油、天然由来オイル、及びグリコールを包含するが、これらに限定されない。炭化水素油としては、例えば、トウゴマ種子油、コーン油、グレープシード油、オリーブ油、ピーナッツ油、大豆油、ひまわり種子油、クルミ油、アボカド油、亜麻仁油、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。天然由来オイルとしては、例えば、グリセリン、ヘンプ油、ホホバ油、ラノリン油、ティーツリーオイル、及び小麦胚芽油を挙げることができるが、これらに限定されない。グリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、アジピン酸エチレン、ベンゾアルキルジオール、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。 In some embodiments, randomized additives include, but are not limited to, hydrocarbon oils, naturally derived oils, and glycols. Examples of hydrocarbon oils include castor seed oil, corn oil, grape seed oil, olive oil, peanut oil, soybean oil, sunflower seed oil, walnut oil, avocado oil, linseed oil, and combinations thereof. However, it is not limited to these. Examples of naturally derived oils include, but are not limited to, glycerin, hemp oil, jojoba oil, lanolin oil, tea tree oil, and wheat germ oil. Examples of glycols include, but are not limited to, polyethylene glycol (PEG), ethylene adipate, benzoalkyldiol, and combinations thereof.
いくつかの実施態様では、ガムロジン及び乳化剤とともに、1種のランダム化添加剤を使用することができる。しかし、他の実施態様では、2種以上の添加剤を組み合わせて使用することができる。例えば、2種又はそれ以上の炭化水素油のように、同じ群から2種又はそれ以上を組み合わせて使用することができる。或いは、いくつかの実施態様では、1種の炭化水素油及び1種の天然由来オイル、又は1種のオイル及び1種のグリセロールのように、異なる群からの2種又はそれ以上を使用することができる。添加剤の組み合わせが同じ群からの2種の物質を含む場合(例えば2種の炭化水素油)、いかなる混合比であってもよい。同様に、添加剤の組み合わせが異なる群からの2種以上の物質を含む場合、いかなる混合比であってもよい。しかしながらいくつかの実施態様では、組み合わせがオイル(炭化水素油又は天然由来オイルのいずれであっても)とグリセロールとの混合物を含む場合、オイルのグリセロールに対する質量比は、オイル中にグリセロール約5〜約20%の範囲である。
オイルの鎖が長いほど(即ち、分子量が大きいものほど)テルピン(terpine)ポリマーのランダム化の効果は少なく、分岐鎖の炭化水素は直鎖の炭化水素よりも効果は少ない。グリセロールのオイルに対する比がオイル中に約20%グリセロールよりも多くなると、炭化水素油を単独で使用した場合に比べて、ガムロジン組成物の性能に悪影響を及ぼす。いくつかの実施態様では、これらのランダム化添加剤の混合物は、可溶化されたガムロジン(即ち、乳化剤と混合されたガムロジン)と混合されたときに、約3%〜約45%の量が効果的である。ランダム化添加剤の適合性は、その長期的な効果において変化する。しかし、一般的に、上記のいかなる組み合わせ又は順列についても、ランダム化添加剤の濃度が高いほど、保護コーティングの硬化時間が長くなる。
In some embodiments, one randomizing additive can be used with gum rosin and an emulsifier. However, in other embodiments, two or more additives can be used in combination. For example, two or more types from the same group can be used in combination, such as two or more types of hydrocarbon oils. Alternatively, in some embodiments, two or more from different groups are used, such as one hydrocarbon oil and one naturally derived oil, or one oil and one glycerol. Can do. Where the combination of additives includes two substances from the same group (eg, two hydrocarbon oils), any mixing ratio may be used. Similarly, any mixing ratio may be used when the combination of additives includes two or more substances from different groups. However, in some embodiments, when the combination comprises a mixture of oil (whether hydrocarbon oil or naturally derived oil) and glycerol, the mass ratio of oil to glycerol is about 5 to 5 glycerol in the oil. The range is about 20%.
The longer the oil chain (ie, the higher the molecular weight), the less random the terpine polymer, and the branched hydrocarbons are less effective than the straight chain hydrocarbons. When the ratio of glycerol to oil is greater than about 20% glycerol in the oil, the performance of the gum rosin composition is adversely affected compared to the use of hydrocarbon oil alone. In some embodiments, the mixture of these randomized additives is effective in an amount of about 3% to about 45% when mixed with solubilized gum rosin (ie, gum rosin mixed with an emulsifier). Is. The compatibility of the randomizing additive varies in its long-term effect. However, in general, for any combination or permutation described above, the higher the randomizing additive concentration, the longer the curing time of the protective coating.
更に、保護ベースコートに乳化剤をより多く加えるほど、乾燥されたコーティングにおける保護コーティングは薄膜となる。いくつかの実施態様では、ガムロジン及び乳化剤混合物中の乳化剤の量は、約30質量%以下である。 Furthermore, the more emulsifier is added to the protective base coat, the thinner the protective coating in the dried coating. In some embodiments, the amount of emulsifier in the gum rosin and emulsifier mixture is no greater than about 30% by weight.
いくつかの実施態様では、ガムロジンコーティング組成物の調製方法は、ガムロジンを室温において可溶化することを含む。例えば、ガムロジンを乳化剤に加えて可溶化されたガムロジン組成物を形成する。ガムロジン及び乳化剤は、約4〜約8部のガムロジンを約1〜約3部の乳化剤と組み合わせた比で混合される。いくつかの実施態様では、ガムロジン及び乳化剤は、約2部の乳化剤に対して約8部のガムロジンの比で混合される。次いで、可溶化されたガムロジン組成物をランダム化添加剤と混合する。ランダム化添加剤を添加した後、可溶化されたガムロジンとランダム化添加剤との組成物を、約30〜約90℃の範囲に加熱、及び/又は、電磁波動力源に曝露する。電磁波動力源に曝露することにより、ガムロジンコーティング組成物の準プレポリマーが形成される。準プレポリマーは、活性硬化剤又は架橋点リッチ(curative rich)なプレポリマーに混合された過剰の樹脂と部分的に反応したポリマーの混合物である。正味の結果は、糊又はプラスチックのどちらかを形成する、分子量が増大されたポリマー構造である。 In some embodiments, the method of preparing a gum rosin coating composition includes solubilizing the gum rosin at room temperature. For example, gum rosin is added to an emulsifier to form a solubilized gum rosin composition. The gum rosin and the emulsifier are mixed in a ratio of about 4 to about 8 parts gum rosin combined with about 1 to about 3 parts emulsifier. In some embodiments, the gum rosin and the emulsifier are mixed in a ratio of about 8 parts gum rosin to about 2 parts emulsifier. The solubilized gum rosin composition is then mixed with the randomizing additive. After adding the randomizing additive, the solubilized gum rosin and randomizing additive composition is heated to a range of about 30 to about 90 ° C. and / or exposed to an electromagnetic power source. Exposure to an electromagnetic power source forms a quasi-prepolymer of the gum rosin coating composition. A quasi-prepolymer is a mixture of polymers partially reacted with an excess of resin mixed with an active hardener or a curative rich polymer. The net result is a polymer structure of increased molecular weight that forms either glue or plastic.
いくつかの実施態様では、準プレポリマーガムロジン組成物に任意的に表面安定化剤が添加される。表面安定化剤は、ガムロジン組成物の粘着性を減少することができる。表面安定化剤としては、例えば、Dupont’s Zonyl 8857Aのようなフッ素系界面活性剤、及びOmnova PolyFox PF−651のようなフッ素系界面活性剤を挙げることができるが、これらに限定されない。 In some embodiments, a surface stabilizer is optionally added to the quasi-prepolymer gum rosin composition. The surface stabilizer can reduce the tackiness of the gum rosin composition. Examples of the surface stabilizer include, but are not limited to, a fluorosurfactant such as Dupont's Zonyl 8857A, and a fluorosurfactant such as Omniva PolyFox PF-651.
いくつかの実施態様では、本発明の実施態様によるガムロジン組成物は、ガムロジン、乳化剤、ランダム化添加剤の他に、フィラーを含有する。フィラーは、組成物の粘度を上げて組成物をより揺変性とするために添加することができる。フィラーは、ポリマー化学的に反応性又は非反応性の物質であることができる。反応性物質であるフィラーの非限定的な例は、ポリビニルアルコールへのホウ酸ナトリウム又はコハク酸の付加物を包含する。非反応性物質であるフィラーの非限定的な例は、ヒュームドシリカ(CAB−O−SIL(登録商標)、カットグラスファイバー、酸化アルミニウム、微粉化セラミクス、絶縁性カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンジオデシックボール(バッキーボール又はフラーレン)、自然有機系ナッツ殻の微粒子(ナッツ殻粒子)、合成有機微粒子(ナイロン66又は誘導体の微粉砕物)、ガラスビーズ(二酸化シリカ)の微粉砕物、及び無機非反応性微粒子(硫酸カリウム)を包含する。いくつかの実施態様では、ガムロジンコーティング組成物中に使用されるフィラーは、約240℃まで熱的に安定である。 In some embodiments, the gum rosin composition according to embodiments of the present invention contains a filler in addition to the gum rosin, the emulsifier, and the randomizing additive. Fillers can be added to increase the viscosity of the composition and make the composition more thixotropic. The filler can be a polymer chemically reactive or non-reactive material. Non-limiting examples of fillers that are reactive materials include adducts of sodium borate or succinic acid to polyvinyl alcohol. Non-limiting examples of non-reactive fillers include fumed silica (CAB-O-SIL®, cut glass fiber, aluminum oxide, micronized ceramics, insulating carbon nanotubes (CNT), carbon geodesic. Ball (buckyball or fullerene), natural organic nut shell fine particles (nut shell particles), synthetic organic fine particles (nylon 66 or finely pulverized derivative of glass), finely pulverized glass beads (silica dioxide), and inorganic non-reaction In some embodiments, the filler used in the gum rosin coating composition is thermally stable up to about 240 ° C.
いくつかの実施態様では、本発明のガムロジンコーティング組成物は、保護コーティングとして塗布することができる。例えば、本発明のガムロジンコーティング組成物は、回路カードアセンブリ(CCA)を組み立てる前に、プリント配線版(PWB)に塗布することができる。銅テスト基板の例として、洗浄前のものを図1に、洗浄及び乾燥後のものを図2に示した。図3及び4は基板のハンダ濡れ性の比較のために親指の指紋を付けられた銅テスト基板を示し、図5は左側表面上に(例えばブラシ塗布により)コーティングを塗布した後の銅テスト基板を示す。被覆された表面は、室温又は約60℃以下における約2時間の加熱により、硬化する(即ち乾燥される)。いくつかの実施態様では、部分的に組み立てられたPWBを本発明のガムロジン組成物で被覆して、工程途中に素子及び基板の双方を保護する。 In some embodiments, the gum rosin coating composition of the present invention can be applied as a protective coating. For example, the gum rosin coating composition of the present invention can be applied to a printed wiring board (PWB) prior to assembling a circuit card assembly (CCA). As an example of the copper test substrate, the one before cleaning is shown in FIG. 1, and the one after cleaning and drying is shown in FIG. FIGS. 3 and 4 show a copper test board with a thumb fingerprint for comparison of the solder wettability of the boards, and FIG. 5 shows a copper test board after applying a coating on the left surface (eg by brush application). Indicates. The coated surface is cured (ie, dried) by heating for about 2 hours at room temperature or below about 60 ° C. In some embodiments, the partially assembled PWB is coated with the gum rosin composition of the present invention to protect both the device and the substrate during the process.
ここに開示されたようにガムロジン組成物で被覆されたPWBは、倉庫に貯蔵することができる。この被覆されたPWBは、例えば、約1年間まで貯蔵することができる。図6は、室温、30〜50%湿度下における8か月後の図5の銅テスト基板を示す。 PWB coated with a gum rosin composition as disclosed herein can be stored in a warehouse. This coated PWB can be stored, for example, for up to about one year. FIG. 6 shows the copper test board of FIG. 5 after 8 months at room temperature and 30-50% humidity.
いくつかの実施態様では、倉庫から移動した後、PWBから保護コーティングを除去する。本発明の実施態様によると、表面に塗布された保護コーティングは、石ケン性水溶液中に浸漬することにより、溶媒和(solvate)することができる。いくつかの実施態様では、石ケン性水溶液は工業用洗剤を含有する。工業用洗剤の例としては、Kyzen洗剤、例えばKyzen 4615(Aquanox(登録商標)、Kyzen Corp.,Nashville,Tennessee)を挙げることができる。いくつかの実施態様では、開示された保護コーティングは、12%Kyzen 4615の石ケン性水溶液中で除去される。いくつかの実施態様では、石ケン性水溶液を用いる除去は、約65〜70℃まで加熱することを含む。図7及び8は、Kyzen 4615で洗浄した後の図6の銅テスト基板を示す。拡大図を図8に示してある図7の左側は、保護コーティングを有していた左側がハンダ付け可能であることを示す。 In some embodiments, the protective coating is removed from the PWB after moving from the warehouse. According to an embodiment of the present invention, the protective coating applied to the surface can be solvated by dipping in a soapy water solution. In some embodiments, the soapy aqueous solution contains an industrial detergent. Examples of industrial detergents include Kyzen detergents such as Kyzen 4615 (Aquanox®, Kyzen Corp., Nashville, Tennessee). In some embodiments, the disclosed protective coating is removed in a 12% Kyzen 4615 soapy water solution. In some embodiments, removal with the aqueous soap solution comprises heating to about 65-70 ° C. 7 and 8 show the copper test substrate of FIG. 6 after cleaning with Kyzen 4615. FIG. The left side of FIG. 7 with an enlarged view shown in FIG. 8 shows that the left side, which had a protective coating, can be soldered.
或いは、組み立て後の感水性のデバイスへの適用については、保護コーティングは、トリクロロエタン、アセトン、トルエン、ベンゼン、2−プロパノール(IPA)、及びテトラクロロフルオロエタン(即ちフレオン)のような溶媒を使用することにより、表面から溶媒和することができる。保護コーティングを除去した後、PWBを脱イオン水でリンスし、次いで必要に応じて素子のハンダ付けのためにフラックスを塗布する。 Alternatively, for application to water sensitive devices after assembly, the protective coating uses solvents such as trichloroethane, acetone, toluene, benzene, 2-propanol (IPA), and tetrachlorofluoroethane (ie, freon). Thus, it can be solvated from the surface. After removing the protective coating, the PWB is rinsed with deionized water, and then flux is applied as needed to solder the device.
いくつかの実施態様では、ガムロジン保護コーティング組成物は、開示されたガムロジンフラックス/乳化剤/ランダム化剤混合物が、水性溶媒又は有機ポリマー溶媒を含む残余の成分を含めた質量の約20〜約100質量%の範囲内となるように調整される。アクリル系又は変性アクリレート−ウレタンコーティングは、優れた酸素バリア性能を有する。しかし、ポリスチレン又は他のカルボニル変性ポリマー材料のような物質を使用する場合には、ガムロジンフラックス組成物中に低い濃度で添加して、保護コーティングの「洗浄性」(即ち除去性)を維持することができる。 In some embodiments, the gum rosin protective coating composition has a disclosed gum rosin flux / emulsifier / randomizer mixture having a mass of about 20 to about 100, including the remaining components including an aqueous solvent or an organic polymer solvent. It is adjusted to be within the range of mass%. Acrylic or modified acrylate-urethane coatings have excellent oxygen barrier performance. However, when materials such as polystyrene or other carbonyl-modified polymeric materials are used, they are added at low concentrations in the gum rosin flux composition to maintain the “cleanability” (ie, removability) of the protective coating. be able to.
本発明の別の実施態様では、ここに開示したガムロジン保護コーティング組成物を塗布し、ハンダ付け前に除去しない。即ち、開示されたガムロジン保護コーティング組成物は、ハンダ付けされることが可能である。従って、保護コーティングの除去工程を排除することができる。 In another embodiment of the present invention, the gum rosin protective coating composition disclosed herein is applied and not removed prior to soldering. That is, the disclosed gum rosin protective coating composition can be soldered. Accordingly, the protective coating removal step can be eliminated.
以下の実施例は、説明の目的でのみ提示されるものであり、本願の範囲又は内容を限定するものではない。 The following examples are presented for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope or content of the present application.
実施例
イソプロピルアルコール(乳化剤)を、ウォーターホワイトロジン8部に対してIPA2部の割合でウォーターホワイトガムロジンと混合した。このロジン及びIPAの混合物を、23℃〜30℃において2時間撹拌及び加熱した。IPAガムロジン混合物9部に対してグレープシード油1部を添加し、被覆保護混合物を形成した。この被覆保護混合物を銅テスト基板上にコートし、終夜で風乾した(図5)。この銅テスト基板を、室温において30〜50%湿度中に8か月貯蔵した。8か月の貯蔵後、65℃に加熱した12%Kyzen 4615(Kyzen Corp.、ナッシュビル、テネシー)の石ケン性水溶液を用い、該洗浄液中で被覆をブラシでこすり落として、銅テスト基板の被覆面から保護コーティングを除去した。次いで、銅テスト基板を脱イオン水でリンスした。ここで、この基板上に素子をハンダ付けすることができる。
Examples Isopropyl alcohol (emulsifier) was mixed with water white gum rosin at a ratio of 2 parts IPA to 8 parts water white rosin. The rosin and IPA mixture was stirred and heated at 23-30 ° C. for 2 hours. One part of grape seed oil was added to 9 parts of the IPA gum rosin mixture to form a coating protection mixture. This coating protective mixture was coated on a copper test substrate and air dried overnight (FIG. 5). This copper test board was stored for 8 months in 30-50% humidity at room temperature. After storage for 8 months, a 12% Kyzen 4615 (Kyzen Corp., Nashville, Tennessee) soapy aqueous solution heated to 65 ° C. was used, and the coating was scraped off with a brush in the cleaning solution. The protective coating was removed from the coated surface. The copper test board was then rinsed with deionized water. Here, the element can be soldered on the substrate.
ここに記載し、例えば図7〜8に示したように、本発明の実施態様によるウォーターホワイトガムロジン組成物は、ハンダ付け可能な表面を残して除去し得る効果的なコーティングである。この保護コーティングは、むき出しの銅、ハンダの他、基板、例えばPWB、の上のその他の貯蔵寿命に敏感な材料を保護する酸素及び湿気のバリアとして機能し得る。ここに記載し示したように(例えば図6)、保護コーティングは製造後のPWBの基板上に残存し、例えば輸送及びCCA製造拠点におけるアセンブリが必要となるまでの貯蔵の間中、表面上に残存することができる。必要な時(例えば素子のハンダ付けのために)、PWB表面上の保護コーティングは水性又は有機溶媒によって容易に除去される。洗浄後の表面は、酸素又はその他の汚染物質の濃度が低く、高活性である。この保護コーティングは、CCAの製造において、歩留りが極めて高く、故障製品の報告率が低い。 As described herein and illustrated, for example, in FIGS. 7-8, a water white gum rosin composition according to embodiments of the present invention is an effective coating that can be removed leaving a solderable surface. This protective coating can serve as an oxygen and moisture barrier that protects bare copper, solder, as well as other shelf-life sensitive materials on substrates such as PWB. As described and shown herein (eg, FIG. 6), the protective coating remains on the substrate of the manufactured PWB, eg on the surface during transport and storage until assembly at the CCA manufacturing site is required. Can remain. When required (eg, for device soldering), the protective coating on the PWB surface is easily removed by aqueous or organic solvents. The cleaned surface is highly active with a low concentration of oxygen or other contaminants. This protective coating has a very high yield and low failure product reporting rate in the manufacture of CCA.
本発明について、いくつかの例示的実施態様を参照しながら説明し、記述した。当業界において通常の能力を有する者は、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の要旨及び範囲を逸脱しない限り、記述された実施態様に対して種々の改変及び変更をなし得ることを理解できるであろう。 The invention has been described and described with reference to several exemplary embodiments. Those having ordinary skill in the art may make various modifications and changes to the described embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. You can understand.
Claims (20)
乳化剤;及び
ランダム化添加剤;
を含有する、ロジン組成物。 Gum rosin;
Emulsifiers; and randomized additives;
A rosin composition comprising:
該回路カードを乾燥して被覆された回路カードを得る工程;及び
該被覆された回路カードからロジン組成物を除去する工程
を含む、回路カードを貯蔵のために保護する方法。 Applying the rosin composition of claim 1 onto a circuit card;
A method of protecting a circuit card for storage, comprising: drying the circuit card to obtain a coated circuit card; and removing the rosin composition from the coated circuit card.
該回路カードを乾燥して被覆された回路カードを得る工程;及び
該被覆された回路カードをハンダ付けする工程
を含む、回路カードを貯蔵のために保護する方法。 Applying the rosin composition of claim 1 onto a circuit card;
A method of protecting a circuit card for storage, comprising: drying the circuit card to obtain a coated circuit card; and soldering the coated circuit card.
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